Mykorrhiza-Symbiose wirkt wie Biodünger Pilz-Pflanzen-Freundschaft statt Kunstdünger - wissenschaft.de
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Mykorrhiza-Symbiose wirkt wie Biodünger

Pilz-Pflanzen-Freundschaft statt Kunstdünger

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In der freundschaftlichen Handelsbeziehung zwischen Pflanzen und Bodenpilzen steckt wichtiges Potenzial für die Landwirtschaft, berichten Forscher. Durch diese Symbiose werden Pflanzen deutlich besser mit Nährstoffen versorgt, was vor allem beim Reisanbau Kunstdünger einsparen könnte.

Sie sind eigentlich eher als Erreger von Krankheiten bekannt, doch unter den Pilzen gibt es nicht nur Feinde sondern auch Freunde: Einige Arten gehen mit Pflanzen eine innige Austausch-Beziehung ein – eine sogenannte Mykorrhiza-Symbiose. Über eine Verbindung zwischen dem Pilzgeflecht im Boden und den Pflanzenwurzeln tauschen die Partner dabei Nährstoffe aus: Der Pilz liefert der Pflanze vor allem Phosphat aus dem Erdreich an und bekommt im Gegenzug Zuckerstoffe bereitgestellt. Dieser Austausch findet bei der weitverbreitetsten Form der Mykorrhiza-Symbiose über ein faszinierendes Gebilde statt: In einigen Zellen der Wurzeln bilden Pilz und Pflanze gemeinsam eine bäumchenartige Struktur aus, über die der Nährstoffhandel abgewickelt wird.

Symbiose macht Pflanzen stark

Forscher um Uta Paszkowski von der University of Cambridge haben nun an Reispflanzen festgestellt, dass der Vorteil der Symbiose noch deutlich über den Nährstoffaustausch hinausgeht. Wenn die Pflanzenwurzeln mit einem Pilz in Partnerschaft stehen, verändert sich die Aktivität von bestimmten Erbanlagen bei der Pflanze auf einschlägige Weise: Dadurch werden die Wurzeln angeregt, sich stärker zu verzweigen – also den Boden besser zu durchwurzeln. Dies erhöht wiederum zusätzlich zu der Versorgungsleistung des Pilzes die Aufnahmefähigkeit der Pflanzen für Wasser und Nährstoffe aus dem Boden.

Den Forschern zufolge geht aus diesem Ergebnis hervor: In der gezielten Nutzung der Symbiose steckt Potenzial für Ertragssteigerungen. Vor allem könnte verbesserte Mykorrhizierung eine Alternative zur problematischen Phosphatdüngung in der Landwirtschaft darstellen. Man könnte demnach Sporen der Mykorrhiza-Pilze wie „Bio-Düngemittel“ auf die Äcker ausbringen, damit die Pflanzen intensive Symbiosen ausbilden. Zudem könnten gezielt Pflanzensorten gezüchtet werden, die besonders symbiosefreudige Eigenschaften aufweisen, schlagen die Forscher vor.

Mit Pilzen gegen die Phosphatkrise

Auf diese Weise könnten Kulturpflanzen wie Reis den natürlichen Phosphatvorrat im Boden besser nutzen. Die Bedeutung dieses Effekts wächst, betonen Paszkowski und ihre Kollegen. Die Rohstoffe zur Herstellung von phosphathaltigem Kunstdünger gehen nämlich zur Neige: Die Lagerstätten könnten in 30 bis 50 Jahren erschöpft sein. Viele Experten sprechen deshalb bereits von einer bevorstehende Phophatkrise. Denn ohne phosphathaltigen Kunstdünger würden die Erträge einbrechen – keine guten Aussichten vor dem Hintergrund der aktuellen Bevölkerungsentwicklung.

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„Wir brauchen Alternativen zur Phosphatdüngung, wenn wir die wachsende Erdbevölkerung ernähren wollen“, sagt Paszkowski. „Die große Frage ist nun, ob und wie sich Mykorrhiza wie ein Bio-Düngemittel in der kommerziellen Landwirtschaft nutzen lässt“. Durch weitere Forschungsarbeit wollen Paszkowski und ihre Kollegen dieser Frage nun gezielt nachgegeben. Eins ist klar: Es handelt sich um einen Lösungsansatz mit dem Gütesiegel: Natur pur!

Quelle: PNAS, doi:10.1073/pnas.1504142112

© natur.de – Martin Vieweg
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